2000系 A1-Cu-Mg 高强铝合金具有轻质高强的优良性能,是航空航天领域主要的结构材料之一。2000系铝合金是以Cu元素为主要合金元素的铝合金材料,这种材料包括Al-Cu-Mg-Fe-Ni合金、Al-Cu-Mg合金和Al-Cu-Mn合金等,这些合金材料均属于热处理可强化铝合金。2000系铝合金的特点是强度较高、耐热性能以及加工性能良好,但是耐蚀性不如其他大多数铝合金好,在一定的条件下将会产生晶间腐蚀。因此,板材往往需要在外面包覆一层纯铝,或包裹一层对芯板有电化学保护的6000系铝合金材料,从而提高其耐腐蚀性能[9]。2000系铝合金大多应用在航空航天工业,军事,螺丝以及使用环境温度较高的行业。2519A铝合金是一种热处理可强化的高强铝合金,主要被用于飞机蒙皮,舰船,火箭等的结构件以及需要接触水的两栖式装甲车,空投车空降车等作为装甲材料[10]。
1。6 间歇时效的起源
Lumley[11]等人通过对时效过程中铝合金材料强化相析出机理的深入研究,提出了一种新的工艺,即二次时效强化。二次时效强化是一种进行高温和低温的双级时效工艺。他发现如果铝合金的高温时效过程中加入低温(65℃)的一个“中断”过程,时效硬化由于二次相的析出,仍然会继续发生。相比于传统的T6处理,高温时效之后的低温过程会使得铝合金的机械性能得到较大的改善。李海[12]等人曾经研究了二次时效对7055铝合金的作用,发现了二次时效强化对晶界组织也产生了重要的影响,即二次时效能够促进材料内部晶界析出相的球化。
1。7 间歇时效强化的工艺原理
作为一种可热处理强化的铝合金,2519A铝合金主要是运用固溶处理,从而使基体获得较高的强度。较为常见的时效强化工艺有等温时效处理,其工艺过程简单,但处理后合金的强度有限,不满足高强度的要求。
研究表明[13],欠时效状态的 AlCuMgAg 合金材料经过长时间的自然时效后可以有效改善自身的抗蠕变性能。本文中作者将对比不同时效制度处理下,2519A铝合金力学性能和耐腐蚀性能的变化,探讨二次时效处理工艺过后,材料晶内和晶界析出相变化的机理,并对铝合金的二次时效工艺进行优化。
1。8 间歇时效强化的影响因素
在本次研究中采用T9I6制度,T9I6制度的最基本工艺是:固溶→预时效处理→低温冷轧→间歇时效处理→再时效处理。文献综述
每一项工艺都有对应的温度以及时间(冷轧有不同的压下量)每一项参数都对实验结果有影响。多级时效处理制度被广泛用于Al-Zn-Mg-Cu和Al-Li铝合金材料上,这种时效处理制度对于提高铝合金材料的力学性能起到了较为明显的作用。间歇时效处理工艺是多级时效制度的一种,相比于单一等温热处理的传统工艺,间歇时效处理工艺能使材料得到更加符合要求的力学性能。而T9I6工艺则是间歇时效处理工艺中,被研究得相对较少的一种制度。本次毕业设计所涉及的T9I6热处理制度旨在打破单一的、传统的T8热处理制度,先对材料进行预时效处理,随后进行一定量的轧制冷变形,冷变形后将材料置于低温进行长时保温,长时保温阶段结束后,再对材料进行T8热处理,使其达到峰时效状态。而T9I6热处理工艺中间所包含的低温长时保温阶段就是之前所说的“间歇”。本次毕业设计将会以提高 2519A 铝合金材料的力学性能为目的,以求探索出适用于 2519A 铝合金材料的间歇时效处理制度(即所提及的 T9I6 制度)在时效强化过程中的作用机理。
1。9 间歇时效强化的应用
通过调研发现,相同的材料运用不同的时效处理制度,力学性能的变化很大。间歇时效处理打破了屈服强度和延伸率呈现负相关的情况。但是关于2519A铝合金的T9I6处理制度的研究较少,在运用方面的认识也相对较少。表1。2介绍了各类铝合金在不同热处理制度下的力学性能。